アラミド概要

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アラミド繊維の概要　アラミド繊維の正式名称は「ポリフェニレンテレフタラムイド」で、英語ではAramid fiberと呼ばれます（ディーン社の製品名はTwaron、デュポン社の製品名はKevlar）。これは高度な技術によって作られた新しい種類の合成繊維で、非常に高い強度や弾性率を持ち、さらに高温に強く、酸やアルカリにも耐えられ、軽量であるという優れた特性を有しています。その強度は鋼線の5～6倍、弾性率は鋼線やガラス繊維の2～3倍、靭性は鋼線の2倍です。また、重量は鋼線の約1/5程度です。560度の高温でも分解したり溶けたりすることはありません。優れた絶縁性と耐老化性を持ち、長い使用寿命があります。アラミドの発見は、材料分野における非常に重要な歴史的出来事と見なされています。 製造の背景編　アスベストが強力な発がん物質であると認識されて以来、世界の多くの先進国ではアスベストおよびその製品の使用を禁止し始めています。アメリカ、日本などの国々は次々と、さまざまなシリーズの非アスベストガスケット材料を開発に成功し、これらの製品は現在、世界中の市場に出回っている。国際的な環境との連携が深まるにつれて。非アスベスト系のシーリング材は、国内の各産業分野で認知され、採用されつつあります。環境保護と安全な生産を考慮して、非アスベストパッキンの工業的な利用はますます広がっていくでしょう。通常、非アスベスト繊維を強化材とし、ゴムを弾性基体とするシールパッキンは、非アスベスト繊維ゴムパッキン、または無アスベストパッキン、代替アスベストパッキンと呼ばれる。その主要な強化材は、アスベスト代替繊維、無機繊維、カーボン/グラファイト繊維などです。 発展状況編　アラミド繊維は1960年代後半に誕生し、当初は宇宙開発用材料や重要な戦略物資としてほとんど知られていませんでした。冷戦終結後、アラミドは高い技術を要する繊維材料として民間分野で大量に使用されるようになり、徐々に知られるようになった。アラミドの正式名称は「芳香族ポリアミド繊維」で、新種の特殊用途向け合成繊維です。アラミドの中で最も実用的なものには2種類あります。1つは、分子鎖が鋸歯状に配列したメタアラミド繊維で、我が国ではアラミド1313と呼ばれています；一つ目は、分子鎖が直線状に配列した対位アラミド繊維で、我が国ではアラミド1414と呼ばれています。 世界的に見ると、パラアラミド（1313）の生産能力は3.2万トンで、供給と需要はほぼ均衡している。国内の供給需要の面では、我が国のメタアラミドの需要は約1万トンであるのに対し、国内の総生産能力は8600トンにとどまり、生産能力が明らかに不足している。国内のメタアラミド市場をリードする泰和新材は、60％以上の市場シェアを占めており、粗利益率も35％以上で安定している。世界の対位アラミドの生産能力は約6万5000トンで、2011年の世界の対位アラミドの需要量は約5万3000トンでした。世界の主要な対位アラミド製造業者は、アメリカのデュポンと日本の帝人であり、それぞれ28,600トンおよび28,450トンの生産能力を有し、国際市場をほぼ独占している。現在、我が国のポリアラミドの年間需要量は5000トン以上で、すべて輸入に頼っており、現在の価格は1トンあたり20万元です。 欧米地域でアスベストの使用禁止を求める環境保護運動が展開されるにつれて、アラミドパルプ繊維は急速に発展し、徐々にアスベストに取って代わってブレーキパッド、クラッチパッド、シール材の主要な材料となった。また、光ファイバーの保護、高温用フィルターバッグ、自動車用ゴムホース、タイヤ、オーディオ用ダンパーコード、動力伝達ベルト、輸送ベルト、転写プリントマット、ゴム長靴の靴底など、他の産業分野でも広く利用されている；個人防護分野において、アラミドは防弾チョッキ、防弾ヘルメット、防弾装甲など、消防服、消防用マスク、軍警の訓練用制服、防切創手袋などに利用される；民生分野では、アラミドは飛行機や自動車、新幹線の難燃性内装材や織物として使用されるほか、防火マット、避難用ロープ、難燃カーテン、シーツ、パジャマ、テーブルクロス、エプロン、電子レンジ用手袋などにも作られています。アラミドはアラミド紙にも加工でき、モーターや変圧器、電子機器の絶縁材として使用されるほか、さらに発泡構造材に加工し、航空機やヨット、新幹線、動車の補助部品として利用される。https://imgsa.baidu.com/baike/s%3D220/sign=85d67f2a6a600c33f479d9ca2a4d5134/4a36acaf2edda3cc926c041e00e93901213f9200.jpg ポリアミドの特徴 编集 1. 優れた機械的特性 イソタクチックポリアミドは柔軟性の高い高分子であり、通常のポリエステル、綿、ナイロンなどよりも破断強度が高く、伸び率も大きい。手触りが柔らかく、紡糸性に優れており、さまざまな太さや長さの短繊維や長繊維として製造することができる。一般的な紡績機を用いて異なる番手の糸にして生地や不織布を作り、後処理を施すことで、さまざまな分野で求められる防護服の要件を満たすことができる。 2、優れた難燃性・耐熱性：メタアラミドの限界酸素指数(LOI)は28以上であるため、火炎から離れると燃焼を続けません。ニュースター®メタアラミドの難燃性は、その化学構造によって決定されるため、永久的な難燃繊維であり、使用期間や洗濯回数が増えても難燃性能が低下したり失われたりすることはありません。ニュースター®メタアラミドは優れた熱安定性を持ち、205℃の条件下で連続して使用でき、205℃を超える高温下でも高い強度を維持します。ニュースター®メタアラミドは高い分解温度を持ち、高温下でも溶融したり滴下したりすることはなく、370℃を超えるところで初めて炭化が始まります。 3、安定した化学的特性　メタアラミドは、ほとんどの化学物質に対して優れた耐性を持ち、ほとんどの高濃度の無機酸にも耐えられる。また、常温下ではアルカリに対しても良好な耐性を示す。 4、放射線耐性　メタアラミドは放射線耐性に非常に優れている。例えば、1.2×10-2 w/in2の紫外線および1.72×108radsのガンマ線に長時間さらされても、その強度は変わらない。 5、耐久性　メタアラミドは優れた耐摩擦性と耐薬品性を持ち、100回洗濯した後でも、ニュースター®メタアラミドで加工された生地の引き裂き強度は、元の強度の85％以上を維持します。 対位フェノールアラミドの耐熱性は間位フェノールアラミドよりも高く、連続使用可能な温度範囲は-196℃～204℃で、560℃の高温下でも分解したり溶融したりしません。対位アラミドの最も顕著な特性は、高強度と高弾性率であり、その強度は25グラム/デニールを超え、高品質な鋼材の5～6倍、ガラス繊維の3倍、高強度ナイロン工業糸の2倍に相当する； 弾性率は高品質な鋼材やガラス繊維の2～3倍、高強度ナイロン工業糸の10倍である。 アラミドパルプは、アラミド繊維に表面フィブリル化処理を施したものであり、その独特な表面構造によって混合物の接着力が大幅に向上するため、摩擦材やシール製品における強化繊維として非常に適しています。https://imgsa.baidu.com/baike/s%3D220/sign=421503b770cf3bc7ec00caeee101babd/ac4bd11373f082027fb36e854bfbfbedab641b62.jpgアラミドパルプ　六方特殊繊維――アラミド1414パルプは、淡黄色のふわふわした形状をしており、毛羽が多く、強度が高く、寸法安定性に優れている。また、もろくなく、高温に強く、耐腐食性があり、弾力性があり、収縮率が低く、耐摩耗性に優れ、表面積が大きい。他の物質とよく結合するため、補強材として利用される。含水率は8％で、平均長さは2～2.5mm、表面積は8m2/gである。ガスケットの補強材として使用され、優れた反発性と密封性を持ち、人体や環境に害はなく、水、油、炭化水素、中程度の強度を持つ酸やアルカリなどの媒体の密封に利用できる。これによって作られるガスケットは、優れた密封性とクリープ緩和特性を有する。 実際、通常はパルプを10％未満加えるだけで、アスベスト繊維で強化された製品の50～60％に相当する強度の製品が得られることがわかっている。摩擦を高めるためやシーリング材などの製品に使用され、摩擦シーリング材、高性能な耐熱絶縁紙、強化複合材料においてアスベストの代替品として利用できる。 用途編：対位アラミド繊維は重要な国防・軍事用材料であり、現代の戦争のニーズに応えるため、米国や英国などの先進国の防弾チョッキはすべてアラミド素材で作られている。アラミド製の防弾チョッキやヘルメットにより軽量化が図られ、軍隊の迅速な対応能力と殺傷力が大幅に向上している。湾岸戦争では、米国とフランスの航空機が大量にアラミド複合材料を使用した。**上での応用に加えて、現在では高い技術を要する繊維材料として、宇宙航空、機械電気、建築、自動車、スポーツ用品など、国民経済のあらゆる分野で広く利用されている。航空・宇宙分野において、アラミドは軽量でありながら強度が高いため、大量の推進燃料を節約できる。海外の資料によると、宇宙船の打ち上げ時に重量を1キログラム軽減するごとに、100万ドルのコスト削減につながるとされている。それに加えて、技術の急速な発展がアラミドにさらに多くの新たな民間分野を切り開いている。報道によると、アラミド製品は防弾チョッキやヘルメットなどに約7～8％使用されており、航空宇宙用材料やスポーツ用品用材料には約40％が使われている；タイヤの骨格材やコンベヤーベルトの材料などが約20％を占め、高強度ロープなどが約13％を占めています。タイヤ業界でも、重量を軽減し転がり抵抗を低減するために、アラミド製ケーブルの使用が大幅に増えている。分類編集 アラミドは主に2種類あり、対位アラミド繊維（PPTA）と間位アラミド繊維（PMIA）である。 アラミド繊維の製造分野においては、対位アミド繊維が最も急速に発展しており、生産能力は主に日本、アメリカ、ヨーロッパに集中しています。アメリカのデュポン社のケブラー繊維、日本の帝人株式会社のトワロンやテクノーラ繊維、煙台泰和新材のタパラン（テプロン）繊維などがある。その中で、アメリカのデュポンと日本の帝人の生産能力はどちらも約3万トンで、対位アラミド市場において独占的な地位にある；煙台泰和新材は2011年にポリアラミドの商業的生産を開始し、国産ポリアラミドの商業化において国内で先頭を走っている。 間位芳香族アミド繊維の品種には、アメリカのデュポン社のNomex、煙台泰和新材のTametar（泰美达）、日本の帝人株式会社のConexなどがある。アメリカ：https://imgsa.baidu.com/baike/s%3D220/sign=0c0094918a13632711edc531a18ea056/c8ea15ce36d3d539abdf078e3a87e950342ab098.jpg
タメタール間位アラミド原白短繊維。デュポンと煙台泰和新材は、世界の間位アラミド分野における主要な競争相手であり、どちらも工業用原白短繊維、衣料用染色可能な短繊維、着色糸、長繊維、アラミド紙などを製造している。製品の性能はほぼ同等で、差異もそれほど大きくない。両社は環境保護、安全防護、工業、電子機器、複合材料などの分野で激しい競争を繰り広げている。 海外の技術封鎖などの理由により、我が国のアラミドの生産と利用は遅れて始まりました。2004年、煙台アミラン（現在は泰和新材と社名を変更）はメタアラミドの量産に成功し、徐々に世界第2位のメタアラミド供給業者へと成長しました。これにより、国内市場におけるアラミドの利用と発展が大きく促進されました；2011年、泰和新材はポジショニングアラミドの商業化を実現し、国産ポジショニングアラミドの商業化において全国でトップクラスとなった。現在、我が国におけるアラミドの発展は議題として取り上げられており、アラミドは「**積極的に育成すべきハイテク製品リスト」および「第12次5カ年計画における戦略的新興産業の発展計画」にも含まれている。今後数年間でその発展のペースは徐々に加速していくだろう。 1960年代後半以降、多くのアラミドが登場し、工業的に生産されている。アラミドには多くの種類があり、分類方法も様々です。 第一の命名法は構造に基づいて分類され、対位アラミド、間位アラミド、隣位アラミドに分かれます。対位アラミドのモノマーはテレフタル酸とテレフタルアミンであり、モノマー上の官能基は対位に配置している。重合によって得られる鎖状構造は比較的規則正しく、耐高温性に優れ、強度と高弾性率を持つ。対位アラミドには、主にデュポンのケブラー製品群が代表例です。メタアラミドのモノマーはメタフタル酸とメタアニリンで、モノマー上の官能基はメタ位にあり、重合によって得られる鎖状構造は鋸歯状を呈し、高温度に耐えられるが、強度および弾性率はやや低い。メタアラミドには、主にデュポンのノメックス製品群が代表例です。隣位アラミドのモノマーはフタル酸とフタレンジアミンで、モノマー上の官能基は隣位に位置している。隣位アラミドには、主にデュポンのKorexシリーズ製品が代表例です。 2つ目の命名法も構造に基づいて分類されるもので、対位とはベンゼン環上の1と4の位置を指し、間位とはベンゼン環上の1と3の位置を指します。例えば、アラミド14とはベンゼン環上の1と4の位置が結合したもので、アラミド1414とは前述の対位アラミドです。また、アラミド1313とは前述の間位アラミドです。 3つ目の命名法は、重合単体の種類に基づくもので、先に述べたようにアラミド14はアラミドI型とも呼ばれ、アラミド1414とアラミド1313はアラミドII型とも呼ばれます。テレフタル酸およびテレフタミン、イソフタル酸およびイソフタミンなどの一般的な構造に、4,4’-ジアミノジフェニルエーテルや5(6)-アミノ-2-(4-アミノフェニル)ベンゾイミダゾールといった第三の単量体を加えて得られるアラミドは、アラミドIII型と呼ばれる。第三ユニットの単体が杂環構造の場合、人々はしばしばそれを杂环アラミドとも呼ぶ